(57)【要約】      （修正有）【課題】            エンジンの吸気脈動によるダスト透過量を抑えながら、十分なダスト保持量を確保し、なおかつ、カーボンダスト清浄効率とカーボンダスト保持量を良好に維持できるエアフィルタを提供する。【解決手段】        オイルを含浸させていない複数の不織布層からなる濾材で構成し、濾材の空間率を上流側の不織布層よりも下流側の不織布層を小さく形成する。成形後のダスト透過性試験が所定の脈動負荷を与えた際の脈動透過率で１．２％以下であるようにする。好ましくは、下流側の不織布層の空間率を８５〜９２％の範囲とし、下流側の不織布層を構成する繊維の平均繊度を３ｄｔ以下、上流側の不織布層を構成する繊維の平均繊度を３ｄｔ以上とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの吸気経路に取り付けられるエアフィルタであって、その濾材がオイルを含浸させない複数の不織布層により構成され、かつ前記濾材の空間率が上流側の不織布層よりも下流側の不織布層を小さく形成されており、成形後のダスト透過性試験が所定の脈動負荷を与えた際の脈動透過率で１．２％以下であることを特徴とするエアフィルタ。
【請求項２】
下流側の不織布層の空間率が８５〜９２％の範囲である請求項１に記載のエアフィルタ。
【請求項３】
下流側の不織布層を構成する繊維の平均繊度が３ｄｔ以下、上流側の不織布層を構成する繊維の平均繊度が３ｄｔ以上であり、かつ、下流側の不織布層の繊維目付量は上流側の不織布層の繊維目付量に対して２．３倍以上で、濾材全体の繊維目付量が２００g／ｍ２以上である請求項１に記載のエアフィルタ。
【請求項４】
ダスト透過性試験として、脈動負荷が、エンジン吸気脈動によるエアークリーナ内の脈動圧力変動の圧力振幅１３．３ｋＰａ以下、脈動周波数５０〜３００Ｈｚ、流量０．６〜９ｍ３／分の範囲で脈動透過率を測定した請求項１に記載のエアフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車エンジンなどの吸気通路に設けられるエアクリーナ等として有用なエアフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車、自動二輪車などの動力源では、エンジンの吸気系において、エアクリーナ用のエアフィルタで砂や埃を吸着、濾過してエンジンヘの異物混入を防ぐことにより、エンジン機能を最大限に発揮させることが重要である。
【０００３】
近年、前記エアフィルタにおいて、大気中のダストを有効に捕捉できるように、砂塵のような大粒径のダストからディーゼル車などからの排ガス中のカーボン粒子のような小粒径のダスト（以下、カーボンダストという）までの広域の粒径のダストを吸着し、濾過する濾過機能が要求されている。また、前記エアフィルタには、高いダスト清浄効率、高いダスト保持能、長い濾過寿命及び低い吸気抵抗などの性能も同時に求められている。
【０００４】
従来、エアフィルタを構成する濾材として濾紙がよく知られている。濾材空間率の小さな濾紙は、濾材表面でダストを捕捉する表面濾過をダスト濾過原理としているため、単位濾材面積あたりのダスト保持量を大きくできないという欠点がある。この欠点をカバーするため、濾紙に油例えばビスカスオイルを含浸させたウエットタイプのエアフィルタ（以下、ビスカスタイプのエアフィルタという）が用いられる。ビスカスタイプのエアフィルタは、フィルタ表面の油がダストを吸着した後、吸着したダストにさらに油が含浸することにより、ダストの表面に次のダストを吸着するようになり、単位濾材面積あたりのダスト保持量を増大させる特長がある。しかし、ビスカスタイプのエアフィルタは、カーボンダスト清浄効率が著しく悪化してしまう問題がある。
【０００５】
上記の問題に鑑み、ビスカスオイルを含浸させた濾紙を上流層とし、ビスカスオイルを含浸させない濾材を下流層として配置し、さらにビスカスオイルが上流層から下流層へ移行するのを防ぐために撥油層を上流層と下流層の間に配置し、長寿命を保ちつつ、カーボンダストを効率よく捕捉しようとするエアフィルタが提案されている(下記特許文献１参照)。しかし、特許文献１のような濾材構成にすると、製造工程が複雑であるためコスト低減が困難で、異種濾材を重ね合わせることにより濾材の肉厚が厚くなり、フィルタエレメントを小型化し難いという欠点がある。
【特許文献１】特開２０００−７０６３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方、低コストの濾材としてビスカスオイルを含浸させない不織布(以下、ドライ不織布という)があり、このドライ不織布は濾材空間率が大きく濾材内部にダストを保持する体積濾過(容積濾過ともいう)を行っており、ダスト保持量およびカーボンダスト清浄効率に優れているが、一般的にエンジン吸気脈動によるダスト透過率が大きいという欠点がある。すなわち、ドライ不織布の濾材に一旦捕捉されたダストの一部がエンジンの吸気脈動による濾材振動によって徐々に濾材内部に浸透して、ついにはエンジン内部へ透過することが知られており、これによりエンジン摺動部を摩耗促進させる原因ともなっている。したがって、濾材の材質としては、エアフィルタとして要求される各種性能のバランスの良いものを選択する必要がある。
【０００７】
本発明は、上述したような事情に鑑みなされたもので、エンジンの吸気脈動によるダスト透過量を抑えながら、十分なダスト保持量を確保し、なおかつ、カーボンダスト清浄効率とカーボンダスト保持量を良好に維持できるエアフィルタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、濾材の材質として諸性能に優れたドライ不織布を選択し、かつ、所定の積層構成によりダスト透過性も良好であることを見出し、本発明を完成するに至ったものである。
【０００９】
すなわち、本発明のエアフィルタは、エンジンの吸気経路に取り付けられるフィルタであって、オイルを含浸させていない複数の不織布層からなる濾材で構成し、かつこの濾材の空間率を上流側の不織布層よりも下流側の不織布層を小さく形成されており、成形後のダスト透過性試験が所定の脈動負荷を与えた際の脈動透過率で１．２％以下であるようにしたものである（請求項１）。また、本発明のエアフィルタは、好ましくは、下流側の不織布層の空間率が８５〜９２％の範囲であり（請求項２）、下流側の不織布層を構成する繊維の平均繊度が３ｄｔ以下、上流側の不織布層を構成する繊維の平均繊度が３ｄｔ以上であり、かつ、下流側の不織布層の繊維目付量は上流側の不織布層の繊維目付量に対して２．３倍以上で、濾材全体の繊維目付量が２００g／ｍ２以上であり（請求項３）、ダスト透過性試験として、脈動負荷を、エンジン吸気脈動によるエアクリーナ内の脈動圧力変動が圧力振幅１３．３ｋＰａ以下、脈動周波数５０〜３００Ｈｚ、および流量０．６〜９ｍ３／分の範囲内において、脈動透過率を測定したものである（請求項４）。
【００１０】
以下、本発明につき詳しく説明する。本発明のエアフィルタは、上述のように、ドライ不織布の積層構造を基本構成とし、その空間率を上流側の不織布層よりも下流側の不織布層を小さくし、これにより、上流側の不織布層で捕捉したダストが、吸気脈動流によって下流側の不織布層内をも透過することを極力防ぐことができ、高いカーボン清浄効率を維持しつつダスト保持量を十分大きくすることができる。もし逆の構成の場合、つまりドライ不織布層の空間率が上流層よりも下流層が大きい場合には、主に上流層によってのみダストを捕捉することになり、十分なダスト保持量を確保することが困難であり、もしダストが下流層に移動した場合は、ダストは吸気脈動流により容易に透過してしまう。
【００１１】
次に、本発明のエアフィルタは、脈動透過率が適正な所定値であり、ドライ不織布の短所である大きなダスト透過性を可及的に抑制したものである。上記脈動透過率とは、エンジンの吸気脈動がエアフィルタに機械的な振動負荷を与え、保持しているダストを篩い落とすことにより求められる値であり、〔脈動後のクリーンサイドヘのダスト透過量／脈動前のエアフィルタのダスト保持量〕×１００として求められ、単位は％で表される。
【００１２】
この脈動透過率の測定は、図２に示す脈動発生装置を用いて行うことができる。
図２に示す装置の要部としては、真空ポンプにより一定の空気量を吸引することで、供試体（供試エアクリーナ）に吸気を行ないながら（図２右側の矢印参照）、同時に脈動圧力変動を付与することができる装置である。なお、脈動周波数や脈動圧力振幅は、脈動ジェネレーター回転数及びバイパスバルブで目標とする実車状態に合わせて調整することが可能である。
【００１３】
上記装置を用いた測定方法として、脈動圧力変動が圧力振幅１３．３ｋＰａ以下、脈動周波数５０〜３００Ｈｚ、および流量０．６〜９ｍ３／分の範囲内において、脈動透過率を測定した。しかし、脈動透過率の測定条件は上記に特に制限されるものではなく、一般的に各車種の定格流量およびエンジン最高回転数（最高周波数）において試験を行うか、もしくは、実車実走状態を想定した流量、エンジン回転数（周波数）にて試験を行うことができる。
【００１４】
前記下流側の不織布層はその空間率が８５〜９２％の範囲が好ましい。その理由は、図１のグラフに示すように下流層濾材の空間率が９２％以上である場合、脈動試験によると、１．２％以上のダストが下流側に透過する。この透過ダストは、実車においてはエンジンの磨耗及び破損を引き起こすものと考えられる。また、図１に示すように、下流層濾材の空間率が８５％以下である場合、カーボンダストによる圧損上昇が大きくなるため、実車において燃費悪化およびエンジン性能の低下の虞がある。
【００１５】
下流側の不織布層を構成する繊維の平均繊度を３ｄｔ以下、上流側の不織布層を構成する繊維の平均繊度を３ｄｔ以上とし、かつ、下流側の不織布層の繊維目付量を上流側の不織布層の繊維目付量に対して２．３倍以上で、濾材全体の繊維目付量が２００ｇ／ｍ２以上にするのが好ましい。その理由は、濾材の空間率が同一であっても、繊度が変れば繊維間隔が異なり、３ｄｔ以上の繊度であれば、上記空間率範囲内にあっても、脈動試験においてダストを透過してしまう場合がある。また、繊維目付量２００ｇ／ｍ２以上で、下流側の不織布層の繊維目付量を上流側の不織布層の繊維目付量に対して２．３倍以上とすることで、下流側の不織布層の繊維目付量が１４０ｇ／ｍ２以上を確保することが出来、十分な効率を維持でき、且つエンジン吸気脈動によるダスト透過量を抑えることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のエアフィルタによれば、エンジン吸気脈動に起因するダスト透過を抑制しながら、十分なダスト保持量を確保し、なおかつカーボンダスト清浄効率とカーボンダスト保持量の低下を招くことがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、実施例、比較例を示して、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記に限定されるものではない。
【実施例１】
【００１８】
実施例１として、繊維目付量２３１ｇ／ｍ２、繊度３ｄｔ以下の下流側不織布層の繊維目付量が１８６ｇ／ｍ２、濾材空間率９１．８％の不織布エレメントを成形した。
【実施例２】
【００１９】
実施例２として、繊維目付量２５４ｇ／ｍ２、繊度３ｄｔ以下の下流側不織布層の繊維目付量が２０５ｇ／ｍ２、濾材空間率９０．４％の不織布エレメントを成形した。
【比較例１】
【００２０】
比較例１として、繊維目付量３３０ｇ／ｍ２、繊度３ｄｔ以下の下流側不織布膳の繊維目付量が２６０ｇ／ｍ２、濾材空間率９３．７％の不織布エレメントを成形した。
【比較例２】
【００２１】
比較例２として、繊維目付量１７８ｇ／ｍ２、繊度３ｄｔ以下の下流側不織布層の繊維量が１４６ｇ／ｍ２、濾材空閉率９２．３％不織布エレメントを成形した。
【００２２】
上記実施例および比較例に記載した濾材に対して、ダスト・脈動・カーボンの各性能比較試験を行った。このときの試験条件を示す。
(試験条件)
(1)  試験温度          常温(各試験共通)
(2)  試験流量          ２．３/min
(3)  ダスト試験粒子    JIS8種
(4)  脈動条件          ５７００rpm相当(３０min)
(5)カーボンダスト        軽油ランプ
(6)ダストフルライフ      2.94Kpa上昇時の投入量
ダストフルライフ      透過量＋捕捉量
(7)ダスト清浄効率        2.94Kpa上昇時の捕捉効率
清浄効率          捕捉量/(透過量十捕捉量)×１００
(8)脈動透過率            脈動試験後のダスト透過率
脈動透過率            透過量/捕捉量X１００
(9)カーボン圧力上昇      軽油20c燃焼時の圧カ増加
【００２３】
上記試験方法により得られた結果を表１に表す。
【００２４】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】脈動透過率の試験結果を示す図である。
【図２】脈動発生装置の概略図である。
【図１】
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【図２】
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